Varmebestandige legeringer. Særlige stål og legeringer. Produktion og anvendelse af varmebestandige legeringer

Moderne industri kan ikke forestille sig uden et materiale såsom stål. Med det konfronteres vi næsten hver tur. Ved indføring i sin struktur forskellige kemiske elementer kan forbedre de mekaniske og funktionsegenskaber betydeligt.

Hvad er stål

Stål kaldet legering, der er sammensat af carbon og jern. Ligeledes kan en sådan legering (tilgængeligt anbragt nedenfor) har andre urenhed grundstoffer.

Adskillige distinkte strukturelle stater. Hvis kulstofindholdet er inden 0,025-0,8%, de data, der kaldes pro-eutektoidt stål og har i deres struktur perlit og ferrit. Hvis hypereutectoid stål, er det muligt at observere perlit og cementit fase. Et træk ved den ferrit struktur er stor duktilitet. Cementit har også betydelig hårdhed. Perlit danne både af den foregående fase. Det kan have en granulær form (ved inklusion af kornene af ferrit er anbragt cementit som har en cirkulær form) og en plade (begge faser har form af plader). Hvis stålet opvarmes over den temperatur, ved hvilken polymorfe forekomme, at derefter struktur ændres austenit. Denne fase har en høj duktilitet. Hvis kulstofindholdet overstiger 2,14%, er sådanne materialer og legeringer kaldet jern.

ståltyper

Afhængig af sammensætningen af stålet kan være kulstofstål og legering. Kulstofindhold på under 0,25% karakteriserer lavt kulstofstål. Hvis beløbet når op på 0,55%, så kan vi tale om på mellemlang legering. Stål, som har i sin sammensætning mere end 0,6% carbon, kaldet high-carbon. Hvis der produceres som en fusion, teknologien indebærer indførelse af specifikke kemiske elementer, denne legeret stål kaldet. Indførelsen af de forskellige komponenter er signifikant at ændre dets egenskaber. Hvis beløbet er mindre end 4%, den lavtlegeret legering. Srednelegirovannoj og højlegeret stål har henholdsvis 11% og mere end 12% urenheder. Afhængig af, hvor der anvendes inden for stållegeringer, de afsætte sådanne typer: instrumentale, strukturelle og specialstål og legeringer.

fremstillingsteknologi

stål-beslutningsproces er ganske tidskrævende. Det omfatter flere etaper. Først og fremmest, du har brug for råstoffer - jernmalm. Den første fase omfatter opvarmning til en bestemt temperatur. Når dette sker oxidative processer. I det andet trin bliver temperaturen meget højere. Carbon oxidationsprocesser er mere intense. Muligt yderligere oxygen berigelse af legeringen. Uønskede urenheder fjernes til slaggen. Det næste skridt er rettet mod fjernelsen af oxygen fra stål, fordi det reducerer de mekaniske egenskaber. Denne diffusion kan udføres eller udfældning metode. Hvis deoxidering proces ikke sker, er det resulterende stål kaldet kogning. Rolig legering ikke udsender gasser oxygen fjernes helt. Ind imellem er halvberoliget stål. Produktion af legeringer af jern forekommer i hjertet, induktionsovne oxygenovn.

legering af stål

For at opnå visse egenskaber af stålet, er dens sammensætning indgives særlige doteringsmidler. De væsentligste fordele ved en sådan legering er forbedret resistens over for forskellige deformationer, pålidelige komponenter og andre konstruktionselementer øges betydeligt. Quenching reducerer procentdelen af revner og andre defekter. Ofte, en sådan fremgangsmåde til mætning anvendes forskellige elementer til at bibringe resistens over for kemisk korrosion. Men der er nogle ulemper. De kræver yderligere behandling, en høj sandsynlighed for forekomst af hårfine revner. Desuden forøger omkostningerne af materialet. De mest almindelige legeringselementer - chrom, nikkel, wolfram, molybdæn og kobolt. Deres anvendelsesområde er ganske høj. Denne teknik og produktion af detaljer i rørledninger, kraftværker, fly og meget mere.

Begrebet varmebestandighed og varmebestandighed

Udtrykket varmebestandighed menes evnen af metallet eller legeringen til at opretholde dets egenskaber ved drift ved høje temperaturer. I et sådant miljø er det ofte observeres gas korrosion. Derfor skal materialet have resistens over for sin indsats, det vil være varmebestandige. Således er kendetegnende for legeringer, der anvendes i stor temperatur bør omfatte begge disse begreber. Kun hvis disse ståltyper give den nødvendige levetid for reservedele, værktøj og andre strukturelle elementer.

® varmebestandigt stål

I tilfælde, hvor temperaturen når høje værdier, den kræver anvendelse af legeringer, der ikke vil bryde sammen og modstå deformation. I dette tilfælde en varmeresistente legeringer. Driftstemperaturen for sådanne materialer - over 500 ° C. Et vigtigt punkt karakteriserer lignende stål er en høj udholdenhed grænse, plasticitet, som opretholdes i lang tid, samt modstanden afslapning. Der er en række af komponenter, der kan øge modstandsdygtigheden over for høje temperaturer: cobalt, wolfram, molybdæn. Og obligatorisk komponent er krom. Han har ikke så meget påvirke styrken, det øger modstanden mod skalering. Chrome forhindrer også korrosion processer. En anden vigtig egenskab ved legeringerne af denne type - en langsom krybning.

Klassifikation varmebestandigt stål med strukturen

Varmebestandige og varmebestandige legeringer er ferritisk klasse, martensitisk, austenitisk og en martensitisk struktur feritno. Den første er sammensat af omkring 30% chrom. Efter særbehandling bliver finkornet struktur. Hvis opvarmningstemperaturen overstiger 850ºS, kornet stiger, og sådanne varmebestandige materialer blive skør. Martensitisk kvaliteter er kendetegnet ved et indhold af chrom fra 4% til 12%. Nikkel, kan også være til stede i mindre mængder, wolfram og andre elementer. Af dem producere dele af turbiner, ventiler i køretøjet. Stål, der har i sin struktur en martensit og ferrit, egnet til drift ved konstant høje temperaturer og langvarig drift. Chromindholdet når 14%. Austenit opnås ved at indføre en varmebestandige nikkellegeringer. Stål med en lignende struktur har mange mærker.

Nikkelbaserede legeringer

Nikkel har en række nyttige egenskaber. Han har en positiv effekt på bearbejdeligheden af stål (både varmt og koldt). Hvis elementet eller værktøj designet til at arbejde i barske miljøer, doping af dette element øger korrosionsbestandighed. Varmebestandige nikkelbaserede materialer adskilles i følgende grupper: varmebestandigt og varmebestandige selv. Sidstnævnte bør også have et minimum varmeresistente egenskaber. Driftstemperaturer nå 1200 ° C. Administreres yderligere chrom eller titan. Karakteristisk stål legeret med nikkel, har en lille mængde af urenheder, såsom barium, magnesium, bor derfor flere korngrænser forstærket. Superlegeringer af denne type er til rådighed i form af smedet, valset. Det er også muligt ebbe detaljer. Det vigtigste anvendelsesområde - fremstilling af elementer af gasturbiner. Varmebestandige nikkel-legeringer har en sammensætning og op til 30% chrom. De er temmelig godt for stempling, svejsning. Derudover skalering modstand er høj. Dette gør det muligt at bruge dem i gasledningen systemet.

Varmebestandigt stål, titanium legering

Titanium indføres i en lille mængde (0,3%). I dette tilfælde forøger legeringens styrke. Hvis indholdet er betydeligt højere, nogle forværres mekaniske egenskaber (hårdhed, styrke). Men plasticitet af stigningen. Dette letter forarbejdning af stål. Når de indgives titan sammen med andre komponenter kan markant forbedre høj-temperaturegenskaber. Hvis der er behov for at arbejde i et fjendtligt miljø (især i tilfælde når konstruktionen involverer svejsning), den legeringselement kemisk data er berettiget.

cobaltlegeringer

En stor mængde cobalt (op til 80%) anvendes til fremstilling af sådanne materialer som superlegeringer og varmeresistente legeringer, eftersom det sjældent anvendes i sin rene form. Dens administration forbedrer duktilitet samt modstand under høje temperaturer. Og jo højere den er, jo højere mængden af kobolt indarbejdet i legeringen. I nogle stempel når sit indhold 30%. Et andet karakteristisk træk ved disse stål - forbedring af magnetiske egenskaber. Men på grund af de høje udgifter til kobolt, dets anvendelse er ret begrænset.

Indflydelsen af molybdæn på superlegeringer

Aktive grundstof har stor betydning for materialets styrke ved høje temperaturer. Specielt effektiv er dens brug sammen med andre elementer. Det stiger betydeligt hårdheden af stål (allerede ved et indhold på 0,3%). Trækstyrke øger også. En anden positiv funktion, der har superlegeringer doterede molybdæn - en større grad af resistens over for oxidative processer. Molybdæn bidrager til kornforfining. Ulempen er vanskeligheden ved svejsning.

Andre specialstål og legeringer

For at udføre visse opgaver kræver materialer, der har visse egenskaber. Således kan vi tale om brugen af særlige legeringer, som kan være både legeret og carbon. Det endelige sæt af krævede egenskaber opnås på grund af det faktum, at fremstilling af legeringer og deres behandling er af særlig teknologi. En anden særlige legeringer og stål er opdelt i strukturel og instrumental. Blandt de største problemer for denne type af materialer er følgende: modstandsdygtighed over for korrosion og slid processer, evne til at arbejde i et fjendtligt miljø, øget mekaniske egenskaber. I denne kategori er varmebestandigt stål og legeringer med en høj arbejdstemperatur og kryogene stål, der kan modstå op til -296ºS.

værktøjsstål

Til fremstilling af værktøjer, der anvendes til fremstilling af særligt værktøj stål. Skyldes, at arbejdsbetingelserne for forskellige materialer er også vælges individuelt. Da instrumenterne er temmelig høje krav, og egenskaberne af legeringerne for deres produktion passende: De skal være fri for eksterne urenheder, er indeslutninger af deoxidation proces godt udført, og en homogen struktur. For måleinstrumenter er det vigtigt at have stabile præstationer og modstå slid. Apropos skæreværktøjer, at de opererer ved forhøjede temperaturer (kant opvarmning sker), konstant friktion og deformation. Derfor, for dem er det meget vigtigt at holde den primære hårdhed ved opvarmning. En anden type af værktøjsstål - høj hastighed. Grundlæggende er det legeret med wolfram. Hårdhed holdes ved en temperatur på ca. 600 ° C Der er også dø stål. De er designet til både varmt og koldt deformation.

Anvendelsesområde speciallegeringer purpose

De industrier, der bruger legeringer med specielle egenskaber indstillet. På grund af sin overlegne kvalitet, de er uundværlige i ingeniørarbejde, konstruktion, olieindustrien. Varmebestandige og varmebestandige legeringer bruges i fremstillingen af komponenter af turbiner, dele til biler. Stål, der har en høj antikorrosive egenskaber, er uundværlige til fremstilling af rør, karburatorer nåle, diske, forskellige elementer i den kemiske industri. Skinnerne for jernbanen, spande, larve transport - grundlaget for alt dette er slidstærke stål. I masseproduktion af bolte, skruer og lignende genstande, der anvendes automat legeringer. Fjedrene skal være tilstrækkeligt elastisk og holdbar. Derfor er materialet for dem er fjederstål. For at forbedre denne kvalitet det yderligere legeret med chrom, molybdæn. Alle særlige legeringer og stål med et sæt specifikke egenskaber kan reducere omkostningerne af dele, hvor tidligere anvendte ikke-jernholdige metaller.